22 feb 2011

RESUMEN ARTICULO CIENTIFICO 9. INTRODUCCIONA A LA RADIACION ULTRAVIOLETA (UV) Y OZONO.

El sol es una esfera gaseosa compuesta principalmente de hidrogeno y helio, su temperatura central es de 15 millones de ºC y la superficie tiene 5mil ºC.
La energía que recibe la tierra proviene de una capa delgada llamada fotosfera o corteza que se encuentra a 4000-6000 K, esta energía tiene su origen en el núcleo e interior del sol, la radiación emitida por el sol comprende una gama continua y muy extensa de longitudes de onda que van desde los rayos gamma a las ondas de radio, pasando por los rayos X, (UV), visible, infrarrojo y microondas.
Una parte considerable de la radiación UV procedente del sol es absorbida a a su paso por la atmosfera. Siendo el ozono el principal responsable, impidiendo de esta forma que esta radiación dañina para los organismos biológicos, alcance la superficie terrestre, la radiación UV no es del todo mala, ya que una parte de esta interviene en la función fotosintética de vegetales y síntesis de vitamina D.
El término “capa de ozono” está mal empleado ya que no hay un nivel donde este concentrado este gas, al contrario, es un gas escaso y diluido, tan es así que a ninguna altura llega a representar ni el .0001% del volumen total del aire, su espesor depende de la latitud y época del año.
La atmosfera juega un papel fundamental en el intercambio y redistribución del calor a partir de un complicado sistema de corrientes circulatorias que gobiernan los fenómenos meteorológicos que tienen lugar en su seno, cuya sucesión configura el clima de cada una de las zonas del planeta.
Los efectos de la radiación UV sobre los seres vivos son diversos, puede referirse a la acción sobre la piel, sobre los ojos, sobre las plantas, así como el ADN a nivel de las bases pirimidicas de la doble hélice del ADN produciendo efectos que son oncogénicos y fotocarcinogenesis. La acción sobre las pieles humanas se manifiesta de varias formas, siendo las más comunes la acción eritematica y el desarrollo de cáncer en la piel. Los melanomas no son del todo consecuencia de la radiación UV ya que se han encontrado también en las mucosas.
El eritema se encuentra en el espectro de absorción entre 280 y 297 nm.hay varios pasos para establecer un índice de predicción eritematica en los que resalta el análisis de espesor de la capa de ozono basado en los datos del dia anterior, pronóstico de contenido de ozono, estimación de la irradiancia UV espectral que alcanzara la superficie terrestre al mediodía, etc.
Desde hace años se han introducido estrategias para cuantificar la irradiación UV eritematica que pueda ser entendible para todos, ya que esta irradiación provoca malestares como cáncer en la piel y afecciones oculares, el  estándar índice se define: 1 UVI corresponde a una irradiancia de 1/40 W/m2 = 25 mW/m2 de radiación UV.B efectiva. La radiación UV.B  debe ser medida al mediodía  y la radiación UV.B efectiva es la suma en cada longitud de onda previamente multiplicada por un factor que cuantifica la sensibilidad de la piel humana a esa longitud de onda.
La dosis eritematica mínima (MED) se define como la dosis de radiación capaz de producir un enrojecimiento apreciable en una persona de piel catalogada como tipo II: 1 MED= 210 J/m2 de irradiancia UV efectiva, para piel tipo III 1MED=350 J/m2 de irradiancia UV efectiva y para piel tipo IV 1MED= 480J/m2 de irradiancia UV efectiva.
Cabe destacar que cada persona presenta sensibilidad diferente y las pieles morenas son más resistentes, hay evidencias de que ciertos cánceres  en la piel se relacionan más con la cantidad de radiación recibida por la piel durante su infancia que la recibida en la vida adulta. Se puede conocer el tipo de piel y tomar las precauciones necesarias para prevenir problemas futuros como usar lentes, usar crema foto protectora, el tipo de ropa, etc.
Los componentes o elementos que afectan la radiación UV son, la absorción del ozono, la dispersión de moléculas y la debida a aerosoles, el ángulo cenital, la nubosidad, la altitud.
Los cuidados que debemos tomar para la protección de la piel es usar sombreros, gafas y cremas con factor solar para evitar contraer insolaciones y cáncer de piel. El espectro de radiación solar se encuentra dividido en sectores, en función de la longitud de onda. El oxígeno y el ozono de nuestra atmosfera realizan una labor de filtración que impide el paso de los rayos cósmicos, gamma y X y las longitudes más cortas de los ultravioleta (UVC). Llegando a nosotros: 49.5% de radiación IR, 44.3% de radiación visible, 6.2% de radiación ultravioleta, 5.9% de UVA largos y cortos y 0.3% de UVB.
Una parte de la radiación solar es capaz de penetrar en las distintas capas de piel, a pesar de la capa cornea y de la melanina, pigmento colorante y protector originando:
Fotobiología, se produce un encuentro entre los fotones y moléculas del tejido cutáneo, las moléculas capaces de absorber fotones se denominan cromoforos.
Daños moleculares, los fotones UV pueden alcanzar el ADN de las células cutáneas y desencadenar varios tipos de alteraciones.
La mayoría de las alteraciones solares pueden ser reparadas por mecanismos fisiológicos complejos, pero a veces son sobrepasados y es necesaria la fotoproteccion externa como son la melanogenesis, hiperqueratosis, protección contra radicales libres.
Los efectos de las radiaciones solares sobre la piel son radiación UVA responsable de la pigmentación inmediata, radiación UVB  estimula la formación de vitamina D y radiación IR originando el enrojecimiento de la piel teniendo efectos inmediatos como la acción calórica y pigmentación inmediata; retardados como eritema solar y engrosamiento de estrato corneo, a largo plazo como envejecimiento actínico y cáncer actínico  y efectos  accidentales como discromías y fotosensibilización.
Una de las formas de prevenir los efectos perjudiciales del sol es la correcta utilización de protectores solares  o fotoprotectores que contienen filtro o protegen de las radiaciones nocivas del sol. El factor de protección solar (FPS) es la relación entre el tiempo necesario para la aparición de un eritema, usando un filtro solar y el tiempo necesario para generar el mismo eritema sin el filtro.
Los filtros solares son sustancias capaces de reflejar o absorber una parte del espectro de la radiación solar y pueden ser físicos y químicos. Dentro de los físicos se encuentran el dióxido de titanio y el óxido de zinc que reflejan la luz UV e IR. Los químicos absorben la luz UV actuando como cromoforos modificándose e impidiendo que las radiaciones afecten a las estructuras cutáneas.
El fotoprotector debe reunir ciertas características como buena penetración y fijación en las capas epidérmicas, resistente al agua y la transpiración, estable a la luz, aire, humedad y calor, ausencia de toxicidad, etc. También debe poseer la capacidad hidratante para compensar las pérdidas de agua por la acción de la radiación IR y por el efecto de radicales libres sobre el colágeno, lípidos epidérmicos y fibroblastos dérmicos.
Existen sustancias que promueven la producción de melanina como la tirosina y los psoralenos (componente de esencia de cítrico) que son activadores del bronceado.
Las zonas corporales que más deben cuidarse son la cara, nariz, pómulos, mucosa labial, ojos, manos y en el cuerpo en el que se emplean leches y FPS. Los cuidados deben mantenerse según el tipo de piel que puede ser grasa con gran cantidad de glándulas sebáceas, piel seca que es poco flexible y fina con tendencia a arrugas, mixta por presentar tendencia seborreica y seca y la normal que presenta equilibrio hídrico y lipídico normal.
Se recomienda tomar precauciones antes, durante y después de la exposición solar.
Antes de la exposición debe usar una crema fotoprotectora adecuada y aplicarla 30 minutos antes de la exposición, no usar sustancias con alcohol, etc.
Durante la exposición evitar tomar el sol entre las 12 y 3 de la tarde, usar gafas, evitar la posición en decúbito, ingerir bastante líquido, etc.
Después de la exposición hidratar la piel y cuidar la cara y contorno de los ojos con productos específicos.
Hay ciertos cuidados que deben tomarse si existe algún padecimiento, si se está tomando medicamente, durante el embarazo, tomar mucho líquido y en especial cuidar a los niños debido a las características de su piel a esa edad y tener  cuidados generales para prevenir posibles enfermedades o deterioro en la piel ya que algunos son tratables y otros si no se atienden pueden tener consecuencias irreversibles.

RESUMEN ARTÍCULO CIENTIFICO 8: LA EXPOSICION AL ETANOL DISMINUYE LA PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA MITOCONDRIAL EN HEPATOCITOS DE RATAS DE CULTIVO

El hígado al ser expuesto al etanol tiene respuestas que pueden estar relacionadas con la generación de ATP en la mitocondria, aumento de formación de especies reactivas de oxígeno, la peroxidacion lipídica y supresión de oxidación de ácidos grasos. El etanol produce un estado hipermetabolico caracterizado por un incremento en el metabolismo de alcohol (SIAM) así como un desacoplamiento de la fosforilacion oxidativa en la mitocondria.
El metabolismo mitocondrial depende del movimiento de metabolitos hidrofilicos a través de la membrana externa de la mitocondria mediante el Canal de Aniones Dependientes de Voltaje. (VDAC). El metabolismo mitocondrial requiere el continuo intercambio de sustratos entre el citosol y la matriz mitocondrial, este intercambio es catalizado por intercambiadores específicos localizados en la membrana interna, incluyendo el transportador de nucleótidos de adenina, el transportador de fosfato, el transportador de ácido carboxílico, el transportador de carnitina-acilcarnitina y otros. El intercambio de caso todos los metabolitos solubles en agua entre el citosol y el espacio intermembranal se produce principalmente por el VDAC de la membrana externa mitocondrial.
Los cambios de permeabilidad de VDAC podría ser importantes en la regulación global del metabolismo mitocondrial.se sabe que la exposición al etanol causa problemas en la fosforilacion oxidativa de los hepatocitos y se cree que el cierre de VDAC puede suprimir la generación de ATP mitocondrial así como la oxidación de ácidos grasos. Se hicieron estudios para probar esta hipótesis y mostrar que  los cambios bioquímicos en la permeabilidad de la mitocondria de los hepatocitos en ratas que son expuestas a una dosis única de etanol están relacionados con la disminución de permeabilidad de VDAC así como la permeabilidad de los metabolitos hidrofilicos de la membrana externa.
Los hepatocitos en estudio se aislaron y permeabilizaron con digitonina y midieron captaciones de tripano azul, liberación de enzimas y actividad respiratoria para también medir la oxidación del NADH con lactato deshidrogenasa  y reducción de NADP+ por adenilato quinasa (AK).
La digitonina es un detergente no iónico que forma poros en el colesterol de las membranas y se utilizó para permeabilizar el plasma de las membranas mitocondriales en hepatocitos de ratas. El tamaño de los poros de la membrana plasmática inducida por digitonina aumenta progresivamente con la concentración.
Los resultados indican que el etanol disminuyo la actividad  mitocondrial un 35% comparado con los hepatocitos no tratados, lo que indica que el etanol  en hepatocitos disminuye la permeabilidad de la membrana externa.
Para medir la inhibición de VDAC se permeabilizo la membrana con digitonina y se trató con un inhibidor de VDAC; EPC. Los resultados indicaron que hubo disminución en un 56% en comparación con el control y Rhodex entra al espacio intermembranal por VDAC.
Se concluye entonces que el cierre de VDAC afecta el movimiento de metabolitos dentro y fuera de la mitocondria llevando a la supresión global de la actividad mitocondrial, los experimentos demostraron que los hepatocitos expuestos a etanol si provocan un deterioro en la permeabilidad de la membrana externa.

20 feb 2011

RESUMEN ARTICULO CIENTIFICO 7. FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS
La tierra recibe aproximadamente 10-9de la energía irradiada por el sol debido a la distancia, pero solo parte llega a la biosfera ya que el resto es absorbido o se refleja.
La distribución del espectro solar en la biosfera comprende un 51% de radiación infrarroja, un 40% visible y un 9% ultravioleta, el 83% de esa radiación solar cae dentro de los márgenes de la fotobiología con un máximo hacia 575nm.
Existen 2 tipos de fotosíntesis, una llamada oxigenica que la llevan a cabo las plantas, algas y cianobacterias donde el agente reductor es el agua y otra la anoxigenica que es realizada por bacterias donde varios compuestos ya sean orgánicos e inorgánicos actúan como donadores de electrones según la especie.
La fotosíntesis se inicia con la captación de la luz por los pigmentos fotosintéticos accesorios y su conversión en energía electrónica por los pigmentos clorofílicos de los centros de reacción, esta energía es transformada en energía química que es almacenada como tal, en la siguiente etapa la energía almacenada se utiliza para la reducción del dióxido de carbono y así la síntesis de carbohidratos.
La unidad fotosintética básica está constituida por moléculas de clorofilas y otros pigmentos que actúan como antenas y por clorofila a especializada. Estos pigmentos se encuentran organizados en las membranas biológicas que en las algas verdes y purpureas se disponen en estructuras como clorosomas y cromatóforos, en organismos que realizan la oxigenica estos pigmentos están en los tilacoides.
Se encuentran tres tipos de complejos en la clorofila, uno es el complejo colector de luz, donde se integran la mayoría de las antenas de clorofila y pigmentos accesorios, los otros son los fotosistemas I y II donde tiene lugar estrictamente la fotosíntesis.
La molécula de clorofila absorbe un fotón y pasa a un estado excitado de mayor energía, la absorción de la energía azul excita a un nivel superior que el alcanzado con la luz roja. La clorofila es muy inestable en el estado excitado de mayor energía y rápidamente cede algo de energía al ambiente en forma de calor, luego desciende a un nivel menor de energía donde puede iniciar el proceso fotoquímico mediante reacciones químicas. La clorofila oxidada actúa por su parte como un fuerte agente oxidante que capta un electrón del donador.
En las plantas superiores actúan dos fotosistemas cada uno con un centro clorofílico de reacción que promueve el salto el salto de un electrón en contra del gradiente a expensas de la energía fotonica, los fotones de luz roja de 700 nm son los de más larga longitud de onda que pueden promover el bombeo de electrones en fotosíntesis. Se necesitan 2 fotones por electrón, es decir 8 fotones para fotolizar 2 moléculas de agua y liberar una molécula de oxígeno, las bacterias fotosintéticas funcionan solo con un fotosistema.
El fotosistema II produce la descomposición del agua en la membrana del tilacoide y la liberación de protones en el lumen del mismo. La plastoquinona reducida y la plastocianina  transfieren electrones al complejo del citocromo y al fotosistema I respectivamente. El fotosistema I reduce el NADP y NADPH en el estroma del cloroplasto mediante la acción de la ferrodoxina y una flavoproteina. Los protones también son transportados al lumen por acción del complejo de citocromos y luego difunden hacia la bomba de protones acoplada a la enzima ATP sintasa que usa el gradiente de energía electroquímica para sintetizar ATP en el estroma del cloroplasto.
La fotosíntesis que realizan las células vegetales produce en la primera fase poder reductor (NADPH) y energía química de enlace de fosfato (ATP), los que se utilizan en la segunda etapa para reducir el dióxido de carbono. La ruta de asimilación del dióxido de carbono se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto en plantas y algas y en el citoplasma de organismos procariotas se conoce como ciclo de Calvin y comprende 3 fases.
Estas tres fases del ciclo reductivo de las pentosa-fosfato o ciclo de Calvin conducen a la formación neta de una molécula de gliceraldehido-3-fosfato a partir de tres moléculas de dióxido de carbono, para lo cual se requiere el  aporte de un total de seis moléculas de NADPH y nueve de ATP.
Algunas especies como el maíz, la caña de azúcar y otras gramíneas originarias de climas cálidos utilizan la ruta auxiliar C3 + C1= C4 en la que el dióxido de carbono se incorpora al fosfoenol  piruvato para dar oxaloacetato, un compuesto de 4 carbonos que se reduce a malato o aspartato según la especie, este pasa de las células del mesofilo a las de la vaina del haz vascular donde se descarboxila y libera el dióxido de carbono previamente fijado.
En las plantas CAM la difusión de CO2 hacia los tejidos es nocturna, el primer compuesto producido tiene 4 átomos de carbono y a la luz del día siguiente, ocurre la segunda etapa de tres reacciones fotosintéticas que precisa la enzima rubisCO.